在交通工具模拟器中提供虚拟平视显示器的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及在交通工具模拟器中提供虚拟平视显示器的系统和方法，该系统和方法包括交通工具模拟器。交通工具模拟器包括：视觉投影仪，该投影仪包括视觉系统光学件；虚拟平视显示器(VHUD)投影仪，被安装在视觉投影仪的视觉系统光学件内；以及投影屏幕，配置为投射由视觉投影仪和VHUD投影仪生成的图像。所述交通工具模拟器还包括安装在交通工具模拟器内的VHUD眼基准框架，该VHUD眼基准框架被配置为允许通过其观察被投射的图像。

【技术实现步骤摘要】
在交通工具模拟器中提供虚拟平视显示器的系统和方法
本公开内容总体上涉及虚拟平视显示器(virtualheadsupdisplay)(VHUD)，并且更具体地，涉及用于交通工具模拟器(尤其是飞行模拟器)的VHUD。
技术介绍
为了操作飞机可进行培训练习。这些培训练习用来教导飞行员怎样操作飞机，包括针对有关操作飞机的不同的战略和策略来培训飞行员。例如，可在飞机中培训飞行员，以提高技能以及对不同的事件和情况的反应。可在地面上使用培训设备(诸如使用飞行模拟器)进行大量的培训。典型的飞行模拟器是用于复制或模拟驾驶飞机的经历并且旨在模仿真实的飞行经历的系统。飞行模拟器的范围可从室内的控制并显示到安装在致动器上的座舱完全等大的复制的范围变动，所述致动器响应于由飞行员采取的行动移动所述座舱。这些模拟器提供教授飞行员和/或其他机组人员操作各种飞机系统并应对不同事件的能力。一些包括飞行模拟器的交通工具模拟器配备有广角校准窗外视觉系统。在这些传统的交通工具模拟器中，为了提供平视显示器(HUD)操作或能力，真实的HUD系统被安装在所述模拟器中，以便调整广角校准视觉系统。将真实的HUD集成进交通工具模拟器要求HUD投影仪安装硬件，该硬件被设计为专用于以偏摆、滚动和俯仰旋转将HUD视轴与视觉系统对准，以便在飞行员的眼基准点容纳路径视觉系统光学坐标。必须在HUD电子中调整额外的失真校正，以便迫使HUD图像与视觉图像一致。这个传统的布置增加了整个系统的复杂性和成本，而且在两个视觉系统之间产生了不同视差。因此，在传统的模拟器视觉系统中，诸如宽视场模拟器视觉系统，当提供HUD时，要求复杂的安装组件和真实的HUD设备。另外，当真实的HUD被集成进模拟器中时，不能提供几何一致性和相关联的视差。
技术实现思路
在一个实施方式中，提供一种交通工具模拟器，该模拟器包括视觉投影仪，该投影仪包括视觉系统光学件；虚拟平视显示器(VHUD)投影仪，安装在视觉投影仪的视觉系统光学件内；以及投影屏幕，被配置为投射由视觉投影仪和VHUD投影仪生成的图像。所述交通工具模拟器还包括VHUD眼基准框架(VHUDeyereferenceframe)，其被安装在所述交通工具模拟器内，所述VHUD眼基准框架被配置为允许通过其观察被投射的图像。在另一个实施方式中，提供了包括机舱的交通工具模拟器系统该机舱被配置为在其内容纳人，所述机舱包括至少一个窗户和视觉光学器件系统，视觉光学器件系统被配置为投射视觉图像和由模拟器生成的虚拟平视显示器(VHUD)，该显示器可由所述人通过所述机舱的至少一个窗户进行观察。在另一个实施方式中，提供了用于生成模拟器的模拟图像的方法。该方法包括在视觉投影仪的视觉系统光学件中安装VHUD投影仪，在模拟器中安装一个或多个VHUD眼基准框架，以及使用VHUD投影仪和视觉投影仪生成图像。该方法还包括显示所述图像，以便通过所述一个或多个VHUD眼基准框架进行观察。附图说明图1是示出根据实施方式的交通工具模拟器系统的视图。图2是根据实施方式的图像生成系统的方框图。图3是根据实施方式的虚拟平视显示器眼基准系统的示图。图4是示出根据实施方式的投影系统的示图。图5是示出根据实施方式的类飞行系统的示图。图6是示出根据实施方式的模拟器的舱壳的一部分的示图。图7是用于生成根据实施方式的模拟器的模拟图像的方法的方框图。图8是飞机生产和维护的方法的框图。图9是飞机的示意性的透视图。具体实施方式当结合附图阅读时，将更好地理解下面某些实施方式的具体描述。达到附图示出各种实施方式的功能方框的视图的程度，所述功能方框不一定表明硬件电路之间、软件元件之间或硬件与软件实施方式之间的分割。因此，例如，一个或多个功能方框可在单个硬件或多个硬件中实施。同样地，软件程序可以是单机软件，可在操作系统中体现为子程序等。应该理解的是，各种实施方式不限制在附图中示出的布置和工具。如在本文中使用的，术语“系统(system)”、“子系统(subsystem)”、“单元(unit)”或“模块(module)”可包括执行一个或多个功能的硬件和/或软件的任意组合。例如，系统、单元或模块可包括计算机处理器、控制器或其他基于逻辑的设备，这些设备基于指令执行操作，这些指令储存在于有形的非瞬时计算机可读存储介质中，诸如计算机存储器。可替代地，系统、子系统、单元或模块可包括硬接线设备，基于所述设备的硬接线逻辑执行操作。在附图中示出的系统、子系统、模块或单元可代表基于软件或硬接线指令操作的硬件，指示硬件执行操作或其组合的软件。如在本文中所使用的，以单数引用的并且以“一(a)”或“一个(an)”表示的元件或步骤应理解为不排除所述元件或步骤的复数情况，除了明确陈述了这样的排除。此外，提到的“一个实施方式(oneembodiment)”不旨在理解为排除也包括引用的特征的另外实施方式的存在。此外，除非明确陈述与之相反，实施方式“包括(comprising)”或“具有(having)”具有具体性质的一个元件或多数个元件可包括另外的不具有所述性质的这样的元件。各种实施方式提供了在交通工具模拟器中提供虚拟HUD的系统和方法，所述交通工具模拟器诸如飞行模拟器。在一些实施方式中，虚拟HUD可被集成进交通工具模拟器中，所述模拟器配备有广角校准窗外视觉系统，具有足够的保真度，以便忠实地复制真实HUD的属性和光学限制。例如，在各种实施方式中，组合器(最接近眼睛的HUD元件)组件提供视差和单眼边界提示给操作者。另外，由制图计算机驱动的小的高分辨率投影仪投射图像到视觉系统，形成表面，从而提供校准图像给操作者。在一些实施方式中使用软件失真校正应用使图像与视觉系统一致。如在图1中所示，交通工具模拟器系统100(也称为交通工具模拟器100)可被配置为飞机模拟器。交通工具模拟器100包括设置在投影仪中心线104上的视觉系统光学件102，其将模拟器图像(例如，窗外情景图像)投射到投影屏幕106上。在各种实施方式中，所述投影屏幕为后投影屏幕。设置了舱壳(cabinshell)108，舱壳108可以为飞机真实的一部分或复制品。正如在图1中示出的，飞行员视点110涉及其中模拟器图像通过视觉系统光学件102被投射其上的投影屏幕106。如在本文中详细讨论的，包括HUD图像和视觉图像的图像可被投射到球形后投影屏幕，并且之后投射到球形校准镜，使舱壳108中的人可看见该图像。在所示的实施方式中，虚拟平视显示器(VHUD)投影仪112被安装在视觉系统光学件102的内部。例如，在一些实施方式中，VHUD投影仪112是结合视觉系统光学件102安装的LED高分辨率消费投影仪视觉系统光学件。另外，如本文详细描述的，预失真校正子系统114与VHUD投影仪112耦接，以便提供失真校正。在一个实施方式中，交通工具模拟器100包括基于使用预失真校正子系统114的预失真校正以及基于作为VHUD投影仪112的LED高分辨率消费投影的PC，该PC提供VHUD投影进横穿座舱的校准视觉系统的集成件。通过实施一个或多个实施方式，现有的视觉系统校准光学器件(在图1中示为视觉系统光学件102)被用来将由VHUD投影仪112生成的VHUD图像与由视觉投影仪116生成的视觉图像融合，从而允许视差关联性(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交通工具模拟器系统，包括：视觉投影仪，包括视觉系统光学件；虚拟平视显示器投影仪，被安装在所述视觉投影仪的所述视觉系统光学件内；投影屏幕，被配置为投射由所述视觉投影仪以及所述虚拟平视显示器投影仪所生成的图像；以及虚拟平视显示器眼基准框架，被安装在交通工具模拟器内，所述虚拟平视显示器眼基准框架被配置为允许通过所述虚拟平视显示器眼基准框架观察所投射的图像。

【技术特征摘要】
2015.10.20 US 14/918,1731.一种交通工具模拟器系统，包括：视觉投影仪，包括视觉系统光学件；虚拟平视显示器投影仪，被安装在所述视觉投影仪的所述视觉系统光学件内；投影屏幕，被配置为投射由所述视觉投影仪以及所述虚拟平视显示器投影仪所生成的图像；以及虚拟平视显示器眼基准框架，被安装在交通工具模拟器内，所述虚拟平视显示器眼基准框架被配置为允许通过所述虚拟平视显示器眼基准框架观察所投射的图像。2.根据权利要求1所述的交通工具模拟器系统，其中，所述虚拟平视显示器投影仪被安装在所述视觉投影仪的平截头体之上并且进一步包括用于安装所述虚拟平视显示器投影仪的虚拟平视显示器投影仪底座，所述虚拟平视显示器投影仪底座被配置为允许安装的所述虚拟平视显示器投影仪能够被移动调节。3.根据权利要求1所述的交通工具模拟器系统，其中，所述虚拟平视显示器眼基准框架包括具有开口的框架主体，所述开口穿过所述框架主体被用于观察所投射的图像，所述开口使所述框架主体内的空白空间。4.根据权利要求1所述的交通工具模拟器系统，其中，所述虚拟平视显示器眼基准框架包括配线框架，在所述配线框架中具有用于观察所投射的图像的空白空间。5.根据权利要求1所述的交通工具模拟器系统，进一步包括舱壳，并且其中，所述虚拟平视显示器眼基准框架能够移动安装至所述舱壳。6.根据权利要求1所述的交通工具模拟器系统，进一步包括预失真校正子系统，所述预失真校正子系统被配置为使由所述虚拟平视显示器投影仪生成的图像预失真。7.根据权利要求1所述的交通工具模拟器系统，其中，对准所述虚拟平视显示器投影仪以生成平视显示器图像，所述平视显示器图像至少部分投射在所述视觉投影仪的平截头体内。8.根据权利要求1所述的交通工具模拟器系统，其中，所述视觉投影仪被配置为生成横穿座舱的窗外图像，并且所述虚拟平视显示器投影仪被配置为生成平视显示器图像。9.一种交通工具模拟器系统，包括：机舱...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·F·贝尔，戴维·M·拉切克，尼古拉斯·R·弗雷德里克，斯蒂芬·M·拉伯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US